枯草芽孢杆菌YisP的结构及反应机理
异戊烯基类化合物广泛存在于自然界中，是一类重要的天然物质，广泛应用于医药、食品、饲料、化妆品等领域，具有巨大的应用潜力和市场前景，因此参与其生物合成的异戊烯基合成酶倍受科学家关注。目前，关于角鲨烯合成酶SQS及脱氢鲨烯合成酶CrtM的研究已有很多的相关报道，研究表明，这两类酶可以催化两个Farnesyl Diphosphate (FPP)反应生成角鲨烯或脱氢角鲨烯，再经过一系列后续反应生成甾醇类物质。枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)中存在有CrtM类似蛋白YisP，哈佛大学Roberto Kolter教授前期研究发现YisP蛋白的表达和生物膜中国科学院天津工业生物技术研究所郭瑞庭研究组与美国伊利诺伊大学 Eric Oldfield 教授以及哈佛大学的Roberto Kolter教授在YisP蛋白催化机理上取得了突破性进展。合作团队通过X-光蛋白晶体衍射技术首次获得了YisP的晶体结构，并对其功能进行验证。研究发现，YisP与CrtM及SQS同样都是ε折叠结构，但是YisP口袋状结合区域大小仅为1022 Å3，远小于SaCrtM 的1594 Å3及SQS的1912 Å3，无法进行两分子FPP的加成反应，因此从结构角度上来讲，YisP并不能发挥与CrtM或SQS同样的催化功能。进一步通过酶活测定及TLC验证，发现YisP是一种二磷酸水解酶，能将FPP水解生成Farnesol，而Farnesol对于枯草芽孢杆菌生物膜的形成具有重要作用。该研究通过结构解析阐明了Yisp蛋白在枯草芽孢杆菌生物膜形成的生理过程中发挥作用的重要机制，是一个通过晶体结构解析反向推理反应机理的成功案例。
该项目获得“863”计划和“973”计划项目资助，相关研究成果发表在Chemistry＆Biology 期刊。伊利诺伊大学冯欣欣、天津工生所郑迎迎副研究员和胡玉梅为本文共同第一作者。
